我國魚類免疫、抗病毒相關基因鑑定闡明分子機理

2021-01-15 中國科學院

中國科學院水生生物研究所最近在魚類抗病毒和免疫的分子研究上取得突破：分離、鑑定了一批參與魚類抗病毒和免疫反應的基因，尤其是魚類幹擾素系統基因。該研究成果對進一步闡明魚類抗病毒免疫的分子機制，以至推動魚類抗病毒藥物的研製和抗病毒育種技術的建立都具有重要的理論指導意義。

魚類病毒性疾病是至今無法解決的世界性難題。幹擾素系統是脊椎動物非特異性免疫系統中抵抗病毒入侵最重要的效應系統，在人類臨床醫學已經得到廣泛研究和應用。水生所的博士研究生張義兵在魚類發育和遺傳學家桂建芳研究員的指導下，應用基因克隆的差減雜交技術，通過分析紫外線滅活後的草魚出血病病毒感染鯽魚囊胚培養細胞CAB的基因表達，從細胞和分子水平證實魚類也利用幹擾素系統來抵抗病毒的入侵。

張義兵博士從病毒感染的CAB細胞系統中隨機分析了930個基因表達片段，發現其中272個與病毒感染和魚類幹擾素的誘導密切相關。最終鑑定出46個在哺乳類抗病毒免疫反應中發揮重要作用的魚類同源基因和一批具有免疫系統基因特徵的新基因，其中28個已知同源基因為魚類中首次鑑定。在此基礎上克隆了19個重要幹擾素系統基因的全長cDNA序列(包括幹擾素基因)，進一步的研究證實魚類細胞的抗病毒免疫反應過程和機制與哺乳類基本類似。有關這些基因鑑定和分子特徵的研究成果已分別在《科學通報》、《發育和比較免疫學》(Developmental & Comparative Immunology)、《魚類和貝類免疫學》(Fish & Shellfish Immunology)和《基因》(Gene)等國內外核心學術期刊上發表，國際同行專家認為是魚類和脊椎動物發育和比較免疫學的重大進展。據悉，張義兵最近以優異成績通過博士論文答辯，並被中國科學院研究生院授予博士學位。來自武漢、廣州的專家評述說，該研究的重要創新貢獻是成功建立了研究魚類抗病毒相關基因和免疫相關基因的細胞模型系統，取得了重要創新進展，是目前在魚類非特異性免疫系統研究中的一個重大突破，解決了長期以來克隆魚類抗病毒免疫相關基因成功率低的困難。桂建芳研究員和張義兵博士介紹說，如果進一步大規模篩選該細胞系統的基因表達，一定能獲得更多關於細胞免疫和病毒感染互作的基因信息，為最終闡明魚類抗病毒免疫機制、魚類幹擾素系統功能與哺乳類的相似性和特殊性打下堅實的基礎；同時也將促進水產養殖中魚類抗病毒藥物的研製和開發、加快魚類抗病毒的基礎研究甚至是基因工程抗病毒育種等應用研究的步伐。

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